Jakie są rodzaje skanerów i jak działają?

Czasy, kiedy skanery w domach były rzadko spotykane i nie były też powszechnym elementem szkół, urzędów czy siedzib korporacji, już dawno minęły. W zdecydowanej większości z wyżej wymienionych miejsc możemy je obecnie spotkać jako nieodłączną część drukarek wielofunkcyjnych, które dzięki niskim cenom zakupu są niezwykle rozpowszechnione. Ale czy wiesz, że istnieje wiele rodzajów skanerów, począwszy od biurowych skanerów płaskich i skanerów przelotowych, poprzez czytniki kodów kreskowych, aż po coraz bardziej rozpowszechnione skanery 3D? Jeśli nie, nie ma problemu. Po przeczytaniu tego artykułu będziesz znał rodzaje tych urządzeń, a także zrozumiesz, jak działają.

Co to jest skaner

Skaner to urządzenie, które skanuje obiekty fizyczne 2D lub 3D i konwertuje je na postać cyfrową (elektroniczną). Najczęściej skanowane są dokumenty tekstowe, np. umowy lub zdjęcia przy próbie ich digitalizacji. Jednak wraz z boomem drukarek 3D na pierwszy plan wysunęły się ostatnio skanery 3D, które potrafią cyfrowo „modelować” obiekty zgodnie z modelem fizycznym. Chyba najbardziej znanymi i najczęściej używanymi skanerami są skanery płaskie, które są niezastąpionym wyposażeniem większości biur i wielu domów, zwykle dzięki ich zastosowaniu w drukarkach wielofunkcyjnych.

Wskazówka: Chociaż drukarka wielofunkcyjna ze zintegrowanym skanerem może wydawać się urządzeniem niemal idealnym, które powinno być preferowane w stosunku do wszystkich innych typów drukarek, nie jest to do końca prawdą. Nawet drukarki wielofunkcyjne mają szereg wad, na których skupiliśmy się w artykule Zalety i wady drukarek wielofunkcyjnych.  

Jak działa skaner płaski (stacjonarny) nie tylko w drukarkach wielofunkcyjnych?

Ponieważ skanery płaskie są zdecydowanie najczęściej używanymi skanerami na świecie dzięki ich zastosowaniu w drukarkach wielofunkcyjnych, zdecydowanie na miejscu jest przybliżenie zasady ich działania, która jest stosunkowo prosta. Fizyczny oryginał jest umieszczany na szklanej płycie, z której skaner skanuje go i zapisuje w postaci cyfrowej. Jednocześnie sama obsługa obecnych skanerów jest niezwykle prosta. Po umieszczeniu oryginału na płycie wystarczy przykryć go pokrywą (innymi słowy zamknąć drukarkę) i nacisnąć przycisk. Wadą skanerów płaskich jest możliwość pracy tylko ze stosunkowo cienkimi oryginałami. Jednocześnie można oczywiście trzeba zapomnieć o skanowaniu 3D – płaskie skanery radzą sobie jedynie z 2D.

Technologia wykrywania obrazu CIS

Obecne skanery biurkowe działają w oparciu o dwie podstawowe technologie przechwytywania obrazu, które różnią się między sobą typem czujnika, w który są wyposażone.

Tańsze modele skanerów wykorzystują tak zwany czujnik obrazu CIS (Contact Image Sensor). Ten typ czujnika wyposażony jest tylko w jeden rząd czujników szerokości skanowanego dokumentu. Jako źródło światła technologia ta wykorzystuje diody LED i nie wymaga bardziej złożonego układu optycznego zwierciadeł i soczewek, jak ma to miejsce w przypadku technologii CCD, którą opisujemy w dalszej części artykułu.

Technologia wykorzystująca czujniki CIS do przechwytywania obrazu jest tania, bardziej energooszczędna i zajmuje mniej miejsca. Mimo to stosowana jest głównie w tanich modelach skanerów, głównie ze względu na ograniczenia technologiczne, takie jak brak możliwości skanowania przezroczystych oryginałów, niższa rozdzielczość na ciemnych obszarach obrazu, a co za tym idzie znacznie niższa jakość skanowania niż w przypadku konkurencyjnych sensorów CCD. Innymi słowy, czujniki CIS są więcej niż wystarczające do okazjonalnego skanowania czarno-białych dokumentów, ale konwersja zdjęć do postaci cyfrowej przy ich użyciu nie jest zbyt dobrym pomysłem.

Technologia wykrywania obrazu CCD

Jeśli zależy Ci na jakości, powinieneś wybrać skanery płaskie, które wykorzystują tzw. sensor CCD (Charge-coupled device). Jest to element elektroniczny, który jest również używany do przechwytywania obrazu w kamerach wideo, aparatach cyfrowych oraz teleskopach astronomicznych.

W skanerach czujnik ten przystosowany jest do skanowania linii. Każda linia czujnika trzyliniowego wychwytuje jeden z podstawowych elementów światła i za pomocą silnika krokowego przesuwa się pod szablonem 2D umieszczonym na szklanej płycie skanera. W przeciwieństwie do strukturalnie prostszych sensorów CIS, technologia CCD wykorzystuje system luster i soczewek do wyświetlania oryginału.

Po oświetleniu obiektu diodą czujnik wychwytuje odbite światło i przetwarza je na postać cyfrową. O jakości skanowanego obrazu i szczegółowości jego renderowania decyduje ilość linii oraz liczba zeskanowanych punktów na ramieniu - co odpowiada określonej rozdzielczości skanera w jednostkach DPI (Dots Per Inch). Oczywiście im wyższy DPI, tym „dokładniejsze” lub bardziej szczegółowe jest skanowanie.

Wskazówka: DPI jest bardzo ważne nie tylko w przypadku skanerów, ale także w przypadku drukarek. Jeżeli dopiero wybierasz drukarkę, z pewnością nie jest złym pomysłem przeczytanie naszego artykułu Co oznacza rozdzielczość DPI podczas drukowania i jak wybrać odpowiednią drukarkę? Dzięki niemu ten bardzo ważny aspekt będziesz miał w garści. Po przeczytaniu tego artykułu będziesz znał się na tym aspekcie drukarek.

Najstarszą technologię skanowania stosują skanery bębnowe

Jak już wspomniano powyżej, w dzisiejszym świecie można spotkać całą gamę różnych typów skanerów, które różnią się od siebie kształtem, funkcjami oraz ceną. Oprócz powszechnie znanych skanerów biurkowych istnieją na przykład skanery bębnowe. Są one szczególnie znane profesjonalistom zajmującym się drukiem, ponieważ są to duże i drogie urządzenia, które mogą skanować z najwyższą możliwą jakością. Nie ma lepszego jakościowo, ale zazwyczaj droższego typu skanera dostępnego na rynku. W rezultacie to właśnie cena jest główną przeszkodą ich rozszerzenia powszechnego, choć trzeba dodać, że trudno sobie wyobrazić zwykłego użytkownika, który byłby w stanie docenić jakość skanowania przez bęben skaner w porównaniu ze skanerem stacjonarnym.

Skanowanie skanerem bębnowym odbywa się w ten sposób, że oryginał przykleja się płynem do przezroczystego obracającego się bębna i z niego jest następnie skanowany wiązką. Ta technologia skanowania jest najstarszą metodą digitalizacji dokumentów fizycznych. Pojedyncza fotodioda wykrywająca pojedynczy punkt wystarczy do zeskanowania oryginału. Obracając cylinder z oryginałem o 360°, skaner uzyskuje obraz jednej kolumny oryginału i przechodzi do drugiej kolumny, stopniowo skanując w ten sposób całą powierzchnię bębna. Rezultatem jest niezwykle szczegółowa cyfrowa kopia oryginału. A kiedy mówimy szczegółowa, mamy na myśli naprawdę szczegółowa. Wysokiej jakości skaner bębnowy może skanować dokument w rozdzielczości do 12 000 DPI. Dla porównania, iPhone 13 Pro Max, jako smartfon z jednym z najlepszych obecnie wyświetlaczy, oferuje wyświetlacze PPI, które są niejako alternatywą wyświetlacza dla DPI, 458 pikseli na cal. Nawet ta wartość jest opisywana jako niezwykle dokładna i szczegółowa, więc 12 000 DPI to trochę jakość z innej galaktyki. Właśnie dlatego faktycznie jest używany tylko w profesjonalnych studiach graficznych, na przykład do skanowania oryginałów do produkcji wielkoformatowych grafik ściennych, gdzie najwyższa możliwa jakość odgrywa absolutnie ważną rolę.

Dzięki skanerom ręcznym nie jesteś przywiązany do jednego miejsca

Skanować nie musisz w zaciszu własnego domu, biura lub szkoły. Obecnie dostępne są na przykład skanery ręczne, które de facto można wykorzystać do digitalizacji zawartości fizycznej w dowolnym miejscu. Skaner ręczny to mniejsza, przenośna wersja klasycznego skanera biurkowego. Podobnie jak skanery płaskie, skanery ręczne mogą być używane do digitalizacji dokumentów, zdjęć oraz innych obiektów 2D.

Co do funkcjonalności skanerów ręcznych, by przechwycić oryginał, trzeba nad nim ręcznie przesuwać skaner. Minusem jest to, że uzyskanie zadowalających wyników wymaga pewnych umiejętności i doświadczenia. Ponadto tego typu skanery zazwyczaj oferują jedynie stosunkowo niską rozdzielczość czujnika, przez co dane wyjściowe z niego nie są zbyt wysokiej jakości i dlatego ten typ skanerów jest stopniowo wycofywany. Klasyczne skanery obecnie są dostępne prawie wszędzie, a tam, gdzie ich nie ma, często wystarczy telefon komórkowy i aplikacje, które potrafią skanować przez aparat.

Czytniki kodów kreskowych to także skanery

Jednak błędem byłoby sądzić, że obecnie nie spotkasz się ze skanerami ręcznymi. Zdecydowanie najbardziej rozpowszechnionymi skanerami ręcznymi są czytniki kodów kreskowych, które można znaleźć praktycznie w każdym sklepie i których można dotknąć np. w kasach samoobsługowych. Czytniki kodów kreskowych działają na tej samej zasadzie co skanery płaskie – zawierają źródło światła oraz soczewkę czujnika światła, która analizuje zeskanowane dane, przetwarza je na impuls elektroniczny i przesyła do jednostki sterującej urządzenia, czyli jego komputera.

Wskazówka: Sklepy pracują nie tylko z czytnikami kodów kreskowych, ale także z banknotami. Prawdopodobnie nikogo nie zdziwi, że ich fałszerstwo jest dosyć skomplikowane. Jednak możesz być zaskoczony faktem, do jakiego stopnia są zabezpieczenia na banknotach ekstremalnie skomplikowane. Jeśli interesuje Cię, w jaki sposób drukowane są pieniądze i dlaczego tak trudno jest je podrobić, przeczytaj nasz artykuł, w którym szczegółowo omówiliśmy ten temat.

Skanery przelotowe jako kolejna opcja skanowania w terenie

Kolejnym przydatnym urządzeniem do skanowania dokumentów poza biurem są skanery przelotowe. W porównaniu do skanerów płaskich, gdzie czujnik porusza się pod statycznym dokumentem, w skanerach przelotowych czujnik jest nieruchomy, a papier z dokumentem przesuwa się przez skaner – innymi słowy przechodzi przez niego.

Zaletą tych skanerów jest możliwość skanowania dwustronnego. Ze względu na swoje kompaktowe wymiary urządzenia te są często projektowane jako przenośne. W praktyce oznacza to, że taki przenośny skaner przelotowy wyposażony jest w akumulator oraz bezprzewodowe połączenie np. z laptopem, smartfonem czy innym sprzętem. Jego zastosowanie nie jest więc ograniczone długością kabla zasilającego i sprawdzi się nawet poza biurem.

Być może jedyną, ale dość zasadniczą wadą skanerów przelotowych jest to, że mogą skanować tylko pojedyncze arkusze. Nie da się więc zeskanować na nim artykułu w czasopiśmie czy ważnego fragmentu książki, ponieważ nie zmieści się w nim nic szerszego niż kartka papieru.

Wskazówka: Podróżować można nie tylko ze skanerem. Wystarczy sięgnąć po specjalne drukarki kieszonkowe i gotowe. Że nie wiesz co to jest i w związku z tym co jest ważne z punktu widzenia zakupu? Postaramy się doradzić w naszym artykule Drukuj zdjęcia w dowolnym miejscu i czasie: 4 wskazówki dotyczące drukarek przenośnych i kieszonkowych.

Skanery - długopisy pomagają konwertować tekst na cyfrowy

Bardzo ciekawą odmianą skanerów klasycznych są skanery długopisowe, które jak sama nazwa wskazuje, mają formę przyborów do pisania. Nazywane są często długopisami cyfrowymi i w przeciwieństwie do wszystkich innych typów skanerów, ich głównym zadaniem jest nie tylko digitalizacja obrazu, ale także bezpośrednia konwersja zeskanowanego tekstu do postaci cyfrowej.

Skanery długopisy skanują tekst wiersz po wierszu i przechowują go w pamięci wewnętrznej lub w chmurze. Możliwa jest wówczas bezpośrednia praca z tekstami na komputerze, tablecie lub smartfonie i ich bezpośrednia edycja. Skanery długopisy są również bogate w inne ponadstandardowe funkcje, bardzo przydatne jest tłumaczenie zeskanowanego tekstu na inne języki. Digitalizacja tekstów drukowanych za pomocą skanerów długopisów jest do 30 razy szybsza niż zwykłe przepisywanie tekstów na komputerze. Nawet tutaj jednak trzeba wziąć pod uwagę, że skanowanie długopisami cyfrowymi wymaga trochę wprawy.

Wskazówka: Chociaż skanery długopisy doskonale nadają się do konwertowania tekstu pisanego na postać cyfrową, zdecydowanie nie jest to jedyny sposób. W dzisiejszym nowoczesnym świecie możesz polegać na wielu innych alternatywach, takich jak telefony komórkowe i tym podobne. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o konwertowaniu tekstu pisanego na formę elektroniczną, nasz artykuł Cyfrowa konwersja pisanego tekstu: 5 wskazówek dotyczących aplikacji i skanerów jest tutaj dla Ciebie.

Skanery 3D przetwarzają obiekty trójwymiarowe na postać cyfrową

Niekoniecznie musisz skanować tylko w dwóch wymiarach, czyli 2D. Stosunkowo młode skanery 3D służą do skanowania rzeczywistych obiektów 3D, budynków, ale także do pozyskiwania informacji np. o rzeźbie powierzchni ziemi. Urządzenia te działają w oparciu o cały szereg różnych technologii, których szczegółowa analiza wykraczałaby poza ramy tego artykułu.

Oczywiście dostępne są również skanery 3D w szerokiej gamie konstrukcji i z różnymi technologiami, które zapewniają zapis trójwymiarowego obiektu. Jednak w przeciwieństwie do klasycznych skanerów 2D nie można stwierdzić, która technologia skanowania 3D jest najlepsza, ponieważ każda ma swoje wady i zalety oraz nadaje się do innych celów. Wyjaśnijmy zasadę działania przynajmniej jednej z najbardziej rozpowszechnionych technologii - laserowego skanowania 3D.

Wskazówka: Jeśli jeszcze bardziej interesuje Cię temat skanerów 3D i ogólnie skanowania obiektów trójwymiarowych, przeczytaj nasz następny artykuł Przewodnik po skanerach 3D: jakie są ich zalety i wady? Dowiesz się w nim o innych wskazówkach dotyczących skanerów 3D, a także o ich zastosowaniu w praktyce.

Jak działa laserowe skanowanie 3D

Skanowanie obiektu odbywa się za pomocą wiązki laserowej, która jest w stanie uchwycić i przetworzyć nawet najdrobniejsze szczegóły na postać cyfrową. Dzięki swojej dokładności metoda ta znajduje szerokie zastosowanie w projektach budowlanym i geodezji, gdzie pomaga pozyskiwać dane nawet z miejsc, w których trudno to zrobić innymi technologiami.

Laser działa w skanerze 3D podobnie jak obiektyw aparatu. Jest w stanie uchwycić tylko to, co znajduje się w jego polu widzenia. Promień lasera jest w ten sposób rzutowany na skanowany obiekt, a czujnik mierzy odległość powierzchni od pozycji skanera, w szczególności na podstawie tego, jak szybko wiązka lasera może „odbić się” od powierzchni i powrócić do źródła. Uzyskane dane można następnie łatwo przekształcić w trójwymiarową sieć w celu stworzenia modelu 3D.

Błędem byłoby sądzić, że ta technologia to domena tylko naukowych stanowisk pracy. Prawda jest taka, że ​​w ostatnich latach zaufało jej coraz więcej producentów telefonów komórkowych, którzy nie boją się umieszczać laserowych skanerów w tylnych modułach fotograficznych swoich smartfonów. Dzięki temu są w stanie bardzo dokładnie odwzorować swoje otoczenie i później np. wstawiać w nie obiekty w rozszerzonej rzeczywistości, ale tę technologię można też wykorzystać np. do lepszego ustawienia ostrości kamery. Świetnym przykładem mogą być iPhone'y, które w ostatnich latach wykorzystują skaner 3D LiDAR do ostrzejszych zdjęć portretowych wykonywanych w warunkach słabego oświetlenia, w których sztuczna inteligencja telefonu nie radzi sobie już w pełni z obiektami na obrazie.

Wskazówka: Od skanerów 3D już tylko krok do druku 3D – tym bardziej, że na komputerze można znaleźć mnóstwo programów, które potrafią przekonwertować skany 3D na modele, które można wydrukować na drukarkach 3D. Czy masz jednak pojęcie, jak właściwie działają drukarki 3D jako takie? To urządzenie znacznie się różni od skanera 3D, który paradoksalnie często jest od niego znacząco tańszy. Jeśli interesuje Cię ten temat, przeczytaj nasz artykuł Jak działa drukarka 3D: Podstawowa technologia drukowania 3D, w którym przyjrzeliśmy się bliżej tym drukarkom.

Jak wybrać skaner

Jak u praktycznie każdego innego produktu, również w przypadku skanerów należy stwierdzić, że wybór jednego najlepszego modelu, który zaspokoiłby potrzeby wszystkich użytkowników, jest absolutnie niemożliwy - tym bardziej, że dla wielu osób jest to kwestia drugorzędna w ramach drukarka wielofunkcyjna. Niemniej jednak zdecydowanie warto zwrócić uwagę na kilka rzeczy przy wyborze i najlepiej dopasować do nich swoje parametry.

Jakość przechwytywania

Jednym z najważniejszych aspektów podczas skanowania jest niewątpliwie jakość skanowanego dokumentu. Jeśli już wiesz, że interesuje Cię tylko skanowanie dokumentów, technologia CIS, o której mówiliśmy powyżej, będzie dla Ciebie odpowiednia. Z drugiej strony, jeśli wiesz, że będziesz używać skanera do skanowania zdjęć lub obrazów, u których musisz zwrócić uwagę na jakość, technologia CDD jest mniej więcej jedynym sensownym i niedrogim wyborem.

Szybkość skanowania

Jeśli musisz codziennie skanować dużą liczbę dokumentów, zdecydowanie potrzebujesz, by skaner działał jak najszybciej. Różnice między standardowymi skanerami a szybszymi skanerami są z rzędu „zaledwie” dziesięciu sekund na arkusz, ale jeśli zeskanujesz ich sto z rzędu, zaoszczędzonego czasu jest znacznie więcej.

Podajnik papieru

Zasadniczo od automatycznego podawania arkuszy przez podajnik – stały lub dodatkowy – również zależy szybkość skanowania. Jeśli zamierzasz skanować więcej dokumentów, przyda się, jeśli skaner zajmie się tym automatycznie, bez konieczności ciągłego zmieniania w nim oryginału. Trzeba tylko pamiętać, że podajniki skanerów są dostępne praktycznie tylko w modelach płaskich, ponieważ inne typy nie mogą być wyposażone w ten gadżet.

Konstrukcja, wymiary i waga

W przypadku sprzętów jesteśmy przyzwyczajeni do patrzenia przede wszystkim na to, jak sobie radzi pod względem funkcji technicznych. Czasami jednak zapominamy, jak ważna jest również strona estetyczna. Skaner lub drukarka wielofunkcyjna może być najlepsza pod względem parametrów technicznych, ale jeśli ciągle masz ją przed oczami w domu lub w biurze i ci się nie podoba, logicznie rzecz biorąc, nie będziesz z niej zadowolony, nawet jeśli robi 120% tego, czego od niego oczekujesz. Nie bój się więc zwracać uwagi na to, jak ci się podoba, jak duża jest i ile waży. W końcu prawdopodobnie nie chcesz posiadać „wielkiej skrzyni” o nieatrakcyjnym wyglądzie, na pewno nie chcesz jej przenosić i tak dalej.

Funkcja „dodatkowa”

Ponieważ żyjemy w czasach nowoczesnych, nie jest problemem spotkać się w skanerach z funkcjami „inteligentnymi”, które uprzyjemnią korzystanie z nich. Jedną z najbardziej przydatnych jest niewątpliwie OCR, które służy do konwersji tekstu pisanego do postaci cyfrowej de facto już podczas skanowania, co oznacza, że ​​nie ma potrzeby pobierania dodatkowych aplikacji konwertujących. Przydadzą się też różne aplikacje obsługujące zdalne sterowanie, możliwość automatycznego zapisywania skanów w chmurze i tak dalej. Krótko mówiąc, opcji jest wiele i tylko od Ciebie zależy, które wykorzystasz.

Nie zapominaj, że jasne określenie, w jaki sposób zamierzasz go używać i w jakim celu, jest absolutnie niezbędne do podjęcia decyzji o wyborze skanera. Jeśli potrzebujesz zeskanować dokument tylko od czasu do czasu, nie ma potrzeby zajmowania się wspomnianą szybkością skanowania lub zwracania uwagi na ekstremalną jakość. Nie dotyczy to jednak sytuacji, w których codziennie trzeba zeskanować dziesiątki dokumentów, a może zdjęć, bo zdecydowanie potrzebna jest tutaj zarówno szybkość, jak i wysoka jakość. Ogólnie można powiedzieć, że przy wyborze skanera zawsze lepiej jest trochę przesadzić, aby funkcje skanera bez problemu odpowiadały nam przez lata. Z drugiej strony nie ma sensu dążyć do najlepszego tylko dlatego, że może się kiedyś przydać. W zdecydowanej większości przypadków jako zwykły użytkownik i tak nie będziesz korzystał z funkcji ponadstandardowych.

Podobne artykuły

2 minuty czytania

Przewodnik po skanerach 3D: jakie są ich zalety i wady?

Jeszcze kilka lat temu technologia z książek science fiction, dziś rutyna. Skanowanie 3D ma niezastąpioną rolę w archeologii, medycynie, ale także w rozwoju gier wideo lub mapowania terenu. Możemy również zamienić twój smartfon w skaner 3D. Jak działa skaner 3D? Dowiedz się więcej z tego artykułu.

Przeczytaj cały artykuł »

8 minut czytania

Pióro 3D: przewodnik dla początkujących

Czy próbowałeś już rysować trójwymiarowe obiekty? Z piórem 3D to żaden problem. Dowiedz się, jak działają pióra 3D, jak je obsługiwać i jak z ich pomocą stworzyć wspaniałe prezenty dla swoich bliskich.

Przeczytaj cały artykuł »